关于《机械制图》与CAD课程整合教学的探索与实践.doc

关于机械制图与CAD课程整合教学的探索与实践-机械制造论文关于机械制图与CAD课程整合教学的探索与实践 孟祥丽，孙莹，徐生明 （四川交通职业技术学院，四川成都611130） 摘要：“机械制图”以及“AutoCAD”课程是高职院校工科专业的两门重要的专业基础课程，随着高职教育改革的深入，根据职业教育的培养目标对“机械制图”与“AutoCAD”两门课程整体优化、全面整合势在必行。笔者结合教学改革实践，从教学目标、教学内容、教学方法和教学顺序等方面探讨和总结如何将机械制图与“AutoCAD”课程教学进行有效整合的方法。 关键词：机械制图；CAD；整合教学 中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0160-02 在高职院校教学开展中，“机械制图”以及“Auto-CAD”课程是高职院校工科专业的两门重要的专业基础课程，对于高职院校教学开展以及教学目标的完成都有着非常重要的影响和作用。随着高等职业技术教育改革的深入，根据高职教育的培养目标对课程进行全面的分析，将“机械制图”与“CAD”课程整体优化、全面整合势在必行。然而，走访发现目前许多院校“机械制图”和“AutoCAD”的课程未能进行切实有效的整合，导致教学中一部分学生对于机械制图的学习兴趣比较浓厚、而另一部分对于CAD技术的学习积极性比较高的偏科情况，严重影响了高职院校的教学质量与水平提升，对于学生理论知识以及实践能力的培养提升也十分不利。针对这一情况，笔者结合教学改革实践，旨在探讨和总结如何将机械制图与AutoCAD课程教学进行有效整合的方法，以充分调动学生的学习积极性、提高教学效率，实现两门课程教学目标的双赢。 一、教学目标的整合 在传统教学中，机械制图着重制图理论知识的讲解，CAD注重绘图命令和工具的讲解，把内部有有机联系的两门课程分割开来，虽然说课时增加了，但教学效果却并不理想。机械制图与CAD，看似独立的两门课程实际上是密不可分的。一方面，学生必须在掌握国家标准及制图原理的基础上才能用CAD画出符合机械制图标准的工程图样；另一方面，CAD则是提升制图教学效果的有效工具，教师利用CAD三维建模与二维视图进行对照讲解，有利于突出机械制图的重点、分解教学难点，提高学生的空间想象能力。因此，两门课程的教学目标并不是独立存在的，而是相辅相成的关系。高等职业院校的培养目标是生产一线的技术工人，要在有限的学时掌握更多的实用技术。因此，在机械制图与CAD教学中，应突出高等职业院校教学特色，不再强调以学科为中心，不再把学科的严密性、完整性作为第一标准，而是强调与生产实践相联系、强调实际应用，打破传统教学的教学思路。因此，结合高职学校的就业特点和两门课程的内在联系，在整合教学中应该以培养学生的识图能力和空间想象能力为主，以CAD绘图为手段作为两门课程共同的教学目标。 二、教学内容的整合 在整个教学过程中，应保证机械制图与CAD两门课程尽量同步，两相对照，互为补充、互相调节，以机械制图为主，活学活用CAD，将CAD揉合到机械制图中去，使之真正成为一个整体。在课程设置中，考虑将机械制图课程中包含的基本知识内容进行有效的删减，强调实用性和够用的原则，以减轻学生的学习负担、提高教学效果。 1.手工几何作图部分的适当删减。制图基本知识中手工几何作图部分完全可以删减，由于计算机绘图工具的便捷性和多样性，无论多么复杂的平面几何形体绘制出漂亮的几何图形并不是一件困难的事情，那么花费大量的时间在学习手工几何作图方法上是偏离我们的教学目标的。以圆弧连接为例，手工作图与计算机绘图的原理是不一样的，手工作图要找出连接圆弧的圆心和切点，做图既费时又费力学生还不易理解；CAD中做圆弧连接则显得十分简单，只需按照相切相切半径的步骤，最后再修剪一下即可，学生也容易理解。因此，平面几何作图部分可考虑摒弃手工作图内容，代之以在CAD中介绍平面几何作图的各种作图方法，这样省时又省力。 2.机械制图轴测图部分的适当删减。机械制图轴测图的画法部分应大量删减，简要提及即可，把重点放在AutoCAD中进行3D命令介绍。作为一种辅助图样，轴测图相对平面三视图具有立体感，图形直观，但传统教学手工绘制轴测图则非常麻烦，而且只能静态观看，因此轴测图部分内容应适当精简，加强CAD中三维绘图命令的学习，这种三维图形可以动态旋转、多角度观察，对培养学生的空间想象力大有益处。 三、教学方法和教学顺序的整合 在教学实践中，我们将机械制图与CAD课程合二为一，将CAD融入到机械制图的各个教学环节中去，围绕着绘图、看图这一总的目标将机械制图和CAD有机融合编排，形成新的课程体系，着重培养学生的识图能力、空间构思能力和绘图能力。具体来讲，可以通过以下步骤来实现。 1.结合CAD基本设置介绍机械制图基础知识。制图基础知识中首先介绍“绘图工具和仪器的使用及相关国家标准”。这些传统内容稍显枯燥，可以结合“CAD基础知识”以及“图纸幅面、标题栏、字体、比例以及线型”等CAD的基本设置进行讲解，通过形象生动的演示和讲解既让学生了解了制图的基本规定，又使学生感受到计算机技术在制图学科中的应用和发展，从而激发学生的学习兴趣。 2. 利用尺规作图详细介绍三视图画法及绘图步骤。制图基础知识讲解之后介绍正投影法，并通过一些简单的几何形体讲解三视图的画法和绘图步骤，这部分内容教师最好能够在黑板上尺规作图演示给学生，因为这个阶段学生对CAD还比较生疏，很难驾驭CAD这个绘图工具去有效支撑机械制图的练习。而直尺、三角板、圆规等绘图工具是学生最熟悉和常用的，采用尺规作图去熟练机械制图作图步骤是最适合的，有助于学生轻松掌握三视图的画法和投影规律。需要注意的是，教师尺规作图的环节一定要严谨、规范，给学生一个很好的示范作用，这样有助于学生在后续的学习中养成良好的作图习惯，以奠定绘图的基础。学生绘图步骤熟练之后，完全可以以学生练习的这些实例为载体，详细分析这些几何体的角点、棱边、面的投影特性，由此引入点、线、面的投影，并系统分类总结。以学生熟悉的实体为媒介去分析其上点、线、面的投影，有效回避了点、线、面投影缺乏空间感的特性，使学生对其投影规律更容易把握。 3.穿插CAD课程，充分调动学生学习兴趣。在系统讲解投影规律和点、线、面投影特征期间，由于耗时较长，为了避免学生的厌倦情绪可以穿插几节CAD课程，重点让学生采用CAD平面作图和抄绘机械图样，一是有助于学生熟练作图步骤和CAD绘图工具的使用；二是能让学生体会计算机绘图的高效率；三是能激发学生的学习兴趣、培养学生的主观能动性。尤其是在抄绘机械图样这样一个模仿的过程中，学生不仅在抄绘中会逐渐加深对机械制图课程内容的认识，而且还强化了学生对正规机械加工图纸的概念。下一个阶段可以安排基本体投影内容的学习，期间可以采用传统教学进行讲解基本体的三视图，CAD穿插讲授三维建模，两部分内容互相调节。 4.CAD绘图为主、手工绘图为辅的后续教学。经过上述阶段的学习，学生对尺规作图、计算机绘图、投影规律以及三维建模都已经入门，那么机械制图的后续内容，包括立体的表面交线、组合体、剖视图、尺寸标注等都更适合在CAD环境下教学，因为这些内容涉及的形体会更复杂，如果教师采用尺规作图讲授会浪费大量的课堂有效时间，学生手工作图完成作业的效率也会下降。比如“剖视图”这一节，很多同学手工作图时剖面线都画得不够规范，不是间隔不均匀就是线型不一致，或者剖面线倾斜角度不符合要求，那么花费大量的时间去练习剖面线的规范画法是没有任何意义的，因为CAD绘图中剖面线只需利用“图案填充”命令即可完成，这样既节约了大量的绘图时间，学生也不会觉得枯燥无味。在这个学习阶段，教师在教学内容的设置上就可以考虑以CAD绘图为主、手工绘图为辅的教学原则。另外，由于立体的表面交线、组合体、剖视图部分内容涉及的空间结构更为多样化，学生在上述有限的学时范围内，空间想象能力尚未很好的构建，此时生硬地让学生去识读、绘制组合体会让学生感到非常吃力，影响学习兴趣的进一步提高。此时若采用CAD教学，教师可以采用视图窗口分割、三视图与轴测图同时呈现在窗口内，在学生构建和识别形体遇到困难时提供有效的帮助，使学生在多次经过构思对照反思这样一个思维训练模式中快速提高空间想象能力。 总之，CAD极大地丰富了机械制图的教学，改进了机械制图的教学方法，是一场制图教学的革命。作为教师，在整合教学的改革中头脑一定要清醒，没有扎实的制图基本功及良好的空间想象能力是画不出符合工程技术要求的图样的。总的教学原则一定是以CAD绘图为手段，着重培养学生的识图能力和空间想象能力。经过近几年机械制图教学改革的尝试，我们收获很多。实践证明，机械制图与CAD整合教学实施难度不大，而取得的效果却是立竿见影的。这种整合教学模式既充分调动了学生的学习积极性，又实现了理论与实践的紧密结合，学生在学习理论知识的同时又掌握了实践技能，而且学生的学习能力、实践能力和创新能力都得到了提高，较好地实现了知识与技能向实际应用的有效迁移，使我们的教学能够更好地与职业需求零距离接轨，真正培养出适应我国当前和未来经济发展的高职人才。我们有理由相信